Este é o 5º de 6 filmes em que o diretor Steven Soderbergh e o ator George Clooney trabalham juntos. Os anteriores foram Irresistível Paixão (1998), Onze Homens e um Segredo (2001), Solaris (2002), Doze Homens e Outro Segredo (2004) e Treze Homens e Um Novo Segredo (2007).
Recebeu uma indicação ao Oscar de Melhor Trilha Sonora.
O diretor Steven Soderbergh realiza outras duas funções em O Segredo de Berlim, sendo creditado por pseudônimos. Como diretor de fotografia é creditado por Peter Andrews, enquanto que como editor aparece como Mary Ann Bernard.
As filmagens ocorreram como se O Segredo de Berlim tivesse sido feito em 1945. Este foi um pedido de Steven Soderbergh, que desejava rodar um filme como era feito na antiga Hollywood.
Todas as logomarcas são vistas em preto e branco, enquanto que a da Warner é visualizada no formato usado pela empresa nos anos 40.
Cate Blanchett estudou as interpretações de Marlene Dietrich e Ingrid Bergman para compôr sua personagem.
David Holmes compôs uma trilha sonora para o filme, sendo rejeitada pelos produtores.
O cartaz original é uma homenagem a Casablanca (1942).
O orçamento de O Segredo de Berlim foi de US$ 32 milhões.